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JPS62998B2 - - Google Patents
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JPS62998B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS62998B2
JPS62998B2 JP54056996A JP5699679A JPS62998B2 JP S62998 B2 JPS62998 B2 JP S62998B2 JP 54056996 A JP54056996 A JP 54056996A JP 5699679 A JP5699679 A JP 5699679A JP S62998 B2 JPS62998 B2 JP S62998B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
para
tertiary butyl
electrolytic
tertiary
acetate
Prior art date
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Expired
Application number
JP54056996A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS55148781A (en
Inventor
Shigeru Torii
Toshibumi Shirakawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soda Aromatic Co Ltd
Original Assignee
Soda Aromatic Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Soda Aromatic Co Ltd filed Critical Soda Aromatic Co Ltd
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Publication of JPS55148781A publication Critical patent/JPS55148781A/en
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はパラ3級ブチルトルエンの酸化法。詳
しくは、パラ3級ブチルベンジルアセテート、パ
ラ3級ブチルベンジリデンジアセテート、および
パラ3級ブチルベンズアルデヒドの製造方法に関
する。さらに詳しくは、酢酸もしくは酢酸を主溶
媒とする混合溶媒中、支持塩および各種金属塩ま
たは金属酸化物からなる添加物の共存下、パラ3
級ブチルトルエンを電解酸化することを特徴とす
るパラ3級ブチルベンジルアセテート、パラ3級
ブチルベンジリデンジアセテート、およびパラ3
級ブチルベンズアルデヒドを製造する事に関す
る。 一般にベンゼン核に置換したアルキル基のベン
ジル位の酸化は酸化剤を用いる化学的酸化、触媒
を用いる自動酸化〔日本化学会秋季年会講演予稿
集P596(1978)、A.N.Bashkirvet al、Ger.
Offen.1912078(1970)、Fr 2036499(1970)〕あ
るいは電解酸化法があり、これらの方法により相
当するベンジルアルコール、ベンズアルデヒド、
あるいは安息香酸誘導体等に変換される事が知ら
れている。しかし前二者の場合例えば酸化剤は化
学量論的あるいはそれ以上が必要とされる。また
触媒は比較的高価な上選択性も概して悪い。 他方後者の電解法は電極表面で発生した活性種
が直接反応に関与する為、経済的な方法として完
成する可能性があるが、従来報告されている電解
酸化法には、側鎖の酸化だけでなく芳香核への求
核置換反応も起る為、生成物の選択性が悪くまた
変換率も低いなどの欠点が指摘されている。 例えばS.D.Rossら〔J.Org.Chem、35、781
(1970)〕はトルエンを酢酸中、テトラエチルアン
モニウムパラトルエンスルホン酸塩を支持塩とし
て共存させて炭素電極を用いて電解を行い、生成
物として、ビベンジル、ベンジルアセテート、ベ
ンズアルデヒド、アセトキシトルエン等の混合物
を得ている。この時の変換率は14.4%である。 また庄野ら〔J.Org.Chem.、35、4157
(1970)〕はパラサイメンをメタノール中、テトラ
エチルアンモニウムパラトルエンスルホン酸塩を
支持塩として、炭素電極を用いて電解を行い、生
成物として1―イソプロピル―4―メトキシメチ
ルベンゼン、パライソプロペニルトルエン、パラ
―(2―メトキシイソプロピル)トルエンを各々
14%、10%、19%の収率で得ている。 さらにA.Nilssonら〔J.Chem.Soc.Parkin I、
708(1978)〕はパラキシレンをメタノール中、リ
チウムテトラフロロボレートを支持塩として、ま
た塩基としてソジウムメトキシドを用いて陽極に
炭素電極、陰極にタングステン電極を用いて電解
を行い、生成物を分留して主生成物としてパラメ
チルベンズアルデヒドジメチルアセタールを57%
の収率で得ている。これらの方法は多種の生成物
を支え、また変換率も悪い等の問題点を残してい
る。 ところで前述した如く、アルキルベンゼンの電
解酸化に用いられた条件すなわち酢酸中4級アン
モニウム塩〔S.D.Ross et al、J.Org.Chem.、
35、781(1970)〕あるいは酢酸ナトリウム等の酢
酸塩〔L.Eberson、J.Am.Chem.、Soc.、88
1686(1966)〕を支持電解質として、白金または
炭素電極を用いて電解する方法に準じてパラ3級
ブチルトルエンを酢酸中、炭素電極を用いて酢酸
ナトリウム、またはテトラエチルアンモニウムパ
ラトルエンスルホン酸塩を支持電解質として電解
したところ目的とするパラ3級ブチルベンジルア
セテートの他に多くの副生成物を得、選択性に乏
しくまた変換率も悪かつた。この様に既報の電解
条件では、変換率、生成物、選択性ともに低く、
パラ3級ブチルトルエンの側鎖の酸化を行う工業
的合成技術としては利用できない。 近年、L.Ebersonら〔Acta Chem.Scand、
B29、617、(1975)〕は実験室的な規模で大量電
解合成が可能な、キヤピラリーギヤツプセルを組
込んだ電解装置を開発しており、これを用いて、
パラ3級ブチルトルエンの電解を酢酸中、テトラ
ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート
(Bn4NBF4)を支持塩に用いて、20A、60V、で行
い、電流効率73%合成収率73%でパラ3級ブチル
ベンジルアセテートが得られる事を報告してい
る。 本発明者らはテトラブチルアンモニウムフロロ
ボレートの如き高価な支持塩を用いることなく、
パラ3級ブチルトルエンのメチル基を選択的、且
つ段階的に電解酸化を行うために新規な電解溶液
系を探索した結果、目的とする2電子酸化生成体
および4電子酸生成体のいずれかを73〜81%の高
収率で生せしめる電解反応条件を見出し、本発明
を完成するに到つた。 本発明の特徴として、2電子酸化生成体である
パラ3級ブチルベンジルアセテートを、選択的に
電解合成する電解溶液系と4電子酸化生成体であ
るパラ3級ブチルベンジリデンジアセテートおよ
び、その加水分解生成物であるパラ3級ブチルベ
ンズアルデヒドを選択的に電解合成する電解溶液
系とが、その電解を構成する溶媒、支持塩、添加
物などを同じくするもので、単に電解条件である
電流密度、電気量を変えるだけで、これらの物理
量を変えるために、もし必要ならば支持量、添加
物量を若干変えるだけで、上述の2電子酸化生成
体か、4電子酸化生成体のいずれかを有利に製取
することが出来る画期的製造法である。 本発明に係わる電解条件と生成物選択性との関
係について詳述すると、パラ3級ブチルトルエン
を酢酸溶媒中の電解で、支持塩を酢酸ソーダ、過
塩素酸リチウムなどを用いた場合には、パラ3級
ブチルアセテートの他に核アセトキシ化体、2量
体、その他樹脂状物が可成り副生する。しかしア
ンモニウムトシレートを支持塩に用いると生成物
は側鎖メチル基の酸化生成体ばかりが得られる。
しかしこの電解系では変換率は30〜40%程度で合
成反応として使用できない。 変換率と選択性を向上させるために電極並びに
電解溶液組成を精査した結果、炭素電極と酢酸―
3級ブチルアルコール(10:1)の組合せで変換
率は50〜65%に改善され、選択性も向上した。更
に電解系に各種添加物を共存させて電解を試みた
ところ、銅、鉛、鉄、コバルト、セリウムなどの
金属の酢酸塩、硫酸塩、ハロゲン塩等を支持塩に
対して5〜20wt%共存させると、変換率、選択
性共に著るしく向上し、側鎖酸化物を74〜89%の
収率で得られることがわかつた。また2電子酸化
生成体も70%以上の収率で生成することがわかつ
た。 この様に、炭素系電極を用い酢酸―3級ブチル
アルコール混合溶媒系で支持塩として、パラトル
エンスルホン酸の4級アンモニウム塩を用い、こ
れに酢酸銅の如き添加剤を共存させた電解液に、
パラ3級ブチルメルエンを加えて電解すると、目
的とするパラ3級ブチルベンジルアセテートが有
利に合成できることが判明したが、本電解法の特
徴の一つとして、かかる電解液系での電解反応が
電流密度と電気量とを手掛りとして、生成物選択
性の制御が可能なことがあげられる。 更にいま一つの特徴として、かかる電解溶液系
では2電子酸化反応と4電子酸化反応がやはり電
流密度と電気量を手掛りとして制御出来ることが
掲げられる。すなわち2電子電解酸化では用いる
炭素電極の形状によつて、若干の変動はあるが
10mA/cm2以下の電流密度で6F/mol以下の電気
量を通電する条件で電解を行うと、主生成体とし
て4電子酸化生成体が0〜10%で生成し、両者を
合わせると側鎖酸化生成体が70〜80%生成する。
4電子酸化生成体を生ぜしめるためには、10〜
200mA/cm2の範囲の電流密度で電気量を6〜
40F/molの範囲で通電すると、4電子酸化生成
体であるパラ3級ブチルベンジリデンジアセテー
トおよびパラ3級ブチルベンズアルデヒドがあわ
せて、59〜71%の収率で生成し、2電子酸化生成
体が3〜10%生ずるが如く、生成物の制御ができ
る。この様に本発明はパラ3級ブチルトルエンの
電解アセトキシ化により、工業的に重要な2電子
酸化生成体および4電子酸化生成体をそれぞれ選
択的に電解合成する電解条件を究明したものであ
るが、本発明において用いる溶媒、支持塩、添加
物、電流密度、電気量等は上記の例示した代表例
に限定されるものではない。また、本発明に関す
る電解諸因子の組合せ方は多様で、望ましいすぐ
れた電解条件を任意に選択出来る事が伺がえよ
う。 以下に好ましい電解溶媒、支持塩、添加物、電
解条件等を詳述する。 本発明の方法で使用される添加物としての金属
塩、あるいは金属酸化物としては酢酸銅、酢酸コ
バルト、酢酸マンガン、酢酸鉛、酢酸鉄、酢酸セ
リウム等の酢酸塩;硫酸銅、硫酸コバルト、硫酸
鉄、硫酸マンガン、硫酸鉛等の硫酸塩;硝酸銅、
硝酸コバルト、硝酸マンガン、硝酸リチウム、硝
酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸鉄、硝酸鉛等
の硝酸塩;塩化銅、塩化コバルト、塩化鉄、塩化
マンガン、塩化鉛等の塩化物;臭化銅、臭化コバ
ルト、臭化鉄、臭化マンガン、臭化鉛等の臭化
物、酸化銅、酸化コバルト、酸化鉄、二酸化マン
ガン、酸化鉛等の酸化物を掲げることが出来る。
これらの中では銅塩を使用するのが好ましい。本
反応における金属塩もしくは酸化物の使用量はパ
ラ3級ブチルトルエンに対し、通常0.1ないし
100wt%、好ましくは1ないし50wt%の範囲であ
る。 これらの金属塩、酸化物は本電解系に溶解し難
い場合でも不均一系のまま用いても充分その効果
が期待出来る。 本発明の方法で使用される溶媒としては、酢酸
または酢酸を主溶媒とする混合溶媒が用いられ
る。すなわち酢酸単一溶媒系より酢酸に適当量の
共溶媒を添加した場合の方がより好ましい結果を
与える場合が多い。 ここで酢酸と共に用いられる共溶媒としては、
例えばイソプロパノール、シクロヘキサノール、
3級ブチルアルコール、3級アミルアルコール等
の2級もしくは3級アルコール類;アセトニトリ
ル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等のニト
リル類;酢酸エチル、(またはメチル)、アセト
ン、メチルエチルケトン、エーテル、テトラヒド
ロフラン等の非プロトン性溶媒等が使用できる。
ここで好ましくは、2級あるいは3級アルコール
類を使用することが望ましい。これらのアルコー
ル類の使用量は酢酸に対して容積で1ないし100
%、好ましくは50%の範囲で使用される。また本
反応での酢酸もしくは酢酸を主溶媒とする混合溶
媒の使用量はパラ3級ブチルトルエンに対し重量
比で1ないし1000倍、好ましくは1ないし500倍
の範囲で使用される。 本電解反応で使用する支持電解質としては例え
ばテトラメチルアンモニウムパラトルエンスルホ
ン酸、テトラエチルアンモニウムパラトルエンス
ルホン酸、テトラブチルアンモニウムパラトルエ
ンスルホン酸、過塩素酸テトラメチルアンモニウ
ム、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素
酸テトラブチルアンモニウム等の4級アンモニウ
ム塩類;低級アル置換1級、2級、3級アミン
(アルキル基としては、メチル、エチル、プロピ
ル、ブチル基)、ピロリジン、ピリジン等のアミ
ン類;金属の過塩素酸塩(金属としてはリチウ
ム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属)
類;金属の硝酸塩(金属としてリチウム、ナトリ
ウム、カリウム等のアルカリ金属及び銅、コバル
ト、鉄、鉛等)類;アルカリ金属酢酸塩(金属と
してはリチウム、ナトリウム、カリウム等)類;
硫酸、塩酸、硝酸等の無機酸質及びそれらの4級
アンモニウム塩(アルキル基としては、メチル、
エチル、プロピル、ブチル基)類;さらに好まし
くは4級アンモニウム塩、例えばテトラエチルア
ンモニウムパラトルエンスルホン酸が良好な結果
を与える。 これら支持塩の使用量はパラ3級ブチルトルエ
ンに対し、重量比で0.1ないし50倍、好ましく
は、0.2ないし20倍の範囲で使用される。 本発明の電解反応には通常の電解用電極、すな
わち、白金、炭素、ニツケル、鉛等を素材に用い
た電極が使用できるが、好ましくは、炭素電極を
使用するのがよい。 また電解反応の際の温度は、通常5ないし100
℃、好ましくは、15ないし50℃の範囲である。電
解反応の方法としては、定電位電解、定電圧電解
も可能であるが、より簡便な電流密度規制の方法
が採用できる。電解は直流、または交流電解が可
能である。例えば電流方向を0.5ないし20分毎に
切替えて行う方法を採用しても好ましい結果を与
える。 本発明に係わる電解反応は、電解反応槽として
は特に陽陰極を分ける必要がないため、隔膜を必
要とせず、単一電解槽で回分式のものでも連続式
に設計された電解槽でも操業可能であり、縦型、
積層型、流動型のいずれの型式の電解槽を用いて
もさしつかえない。 本発明の方法により製造されるパラ3級ブチル
ベンジルアセテートは、適当な合成プロセスを組
合すことにより、工業的に利用されるパラ3級ブ
チルベンズアルデヒドを製造する事ができる。ま
た本発明により製造されるパラ3級ブチルベンジ
リデンジアセテートは加水分解により容易にパラ
3級ブチルベンズアルデヒドへ変換できる。 以下に本発明の方法を実施例により具体的に説
明する。 実施例 1 第1図の様な枝付き試験管に、パラ3級ブチル
トルエン1.0グラム(6.75ミリモル)と支持電解
質としてテトラエチルアンモニウムパラトルエン
スルホン酸0.9グラム(3.20ミリモル)と添加剤
として酢酸銅0.1グラムを量りとる。さらに酢酸
7.0ミリリツトル、3級ブチルアルコール0.7ミリ
リツトルを加え、均一溶液とする。これに回転
子、温度計並びに炭素電極(1.5×3cm2)をとり
つける。そして室温下、陽陰極を交互に切り替え
ながら電流密度50mA/1.5×3cm2、端子電圧3〜
7ボルトの定電流電解を21.72時間(6F/mol)
行う。反応終了後、大部分の酢酸を減圧留去した
後、ノルマルヘキサンを加え飽和炭酸水素ナトリ
ウム水溶液で2〜3回洗い、飽和食塩水で2〜3
回洗う。そして無水硫酸ナトリウムで乾燥して溶
媒を減圧留去する。粗生成物はシリカゲルカラム
を用いて精製すると、パラ3級ブチルベンジルア
セテートが1.076グラム(収率77.3%)得られ
る。このものはガスクロマトグラム純度は99.5%
である。 実施例2〜8及び参考例1〜3 実施例1と同様の操作で添加物、支持電解質を
変えて行うと、表1に示す結果を得た。 また添加物を加えず溶媒、支持電解質を変えて
行つた結果もあてせて示した。 実施例 9 パラ3級ブチルトルエン0.1グラム(0.67ミリ
モル)と支持電解質としてテトラエチルアンモニ
ウムパラトルエンスルホン酸1.0グラム(3.56ミ
リモル)、酢酸銅0.1グラムを量りとる。さらに酢
酸7.0ミリリツトル、3級ブチルアルコール0.7ミ
リリツトルを加え均一溶液とする。この原料液を
実施例1と同様に電流密度100mA/1.5×3cm2
端子電圧5〜11Vの定電流電解を5.58時間(30/
Fmol)行い、精製後、パラ3級ブチルベンジル
アセテート、パラ3級ブチルベンズアルデヒド、
パラ3級ブチルベンジリデンジアセテートを各々
5.5%、23.7%、46.9%の収率で取得した。 実施例 10〜15 実施例9と同様の操作で電流密度、電気量を変
えて行つた結果及び3級ブタノールを加えず行つ
た結果を表2に示した。
The present invention is a method for oxidizing para-tertiary butyltoluene. Specifically, the present invention relates to a method for producing para-tertiary butyl benzyl acetate, para-tertiary butyl benzylidene diacetate, and para-tertiary butyl benzaldehyde. More specifically, para 3.
Para-tertiary butyl benzyl acetate, para-tertiary butyl benzylidene diacetate, and para-tertiary butyl benzylidene diacetate, which are characterized by electrolytically oxidizing butyl toluene.
Concerning the production of class butylbenzaldehyde. Generally, oxidation of the benzyl position of an alkyl group substituted on the benzene nucleus is carried out by chemical oxidation using an oxidizing agent or autooxidation using a catalyst [Proceedings of the Chemical Society of Japan Autumn Annual Meeting P596 (1978), ANBashkirvet al, Ger.
Offen.1912078 (1970), Fr 2036499 (1970)] or electrolytic oxidation method, these methods can produce the corresponding benzyl alcohol, benzaldehyde,
Alternatively, it is known to be converted into benzoic acid derivatives. However, in the first two cases, for example, the oxidizing agent is required to be stoichiometric or higher. Catalysts are also relatively expensive and generally have poor selectivity. On the other hand, the latter electrolytic method involves the active species generated on the electrode surface directly participating in the reaction, so it has the potential to be completed as an economical method. However, since a nucleophilic substitution reaction to aromatic nuclei also occurs, disadvantages such as poor product selectivity and low conversion rate have been pointed out. For example, SD Ross et al. [J.Org.Chem, 35 , 781
(1970)] electrolyzed toluene in acetic acid with tetraethylammonium paratoluene sulfonate as a supporting salt using a carbon electrode, and produced a mixture of bibenzyl, benzyl acetate, benzaldehyde, acetoxytoluene, etc. It has gained. The conversion rate at this time was 14.4%. Also, Shono et al. [J.Org.Chem., 35 , 4157
(1970)] electrolyzed paracymene in methanol using tetraethylammonium paratoluenesulfonate as a supporting salt using a carbon electrode, and the products were 1-isopropyl-4-methoxymethylbenzene, paraisopropenyltoluene, para- (2-methoxyisopropyl)toluene each
The yields were 14%, 10%, and 19%. Furthermore, A. Nilsson et al. [J.Chem.Soc.Parkin I,
708 (1978)] electrolyzed paraxylene in methanol, using lithium tetrafluoroborate as a supporting salt and sodium methoxide as a base, using a carbon electrode as an anode and a tungsten electrode as a cathode, to generate the product. Fractionated to produce 57% paramethylbenzaldehyde dimethyl acetal as the main product
It has been obtained with a yield of . These methods support a wide variety of products and still have problems such as poor conversion rates. By the way, as mentioned above, the conditions used for electrolytic oxidation of alkylbenzene, namely, quaternary ammonium salt in acetic acid [SD Ross et al, J.Org.Chem.
35 , 781 (1970)] or an acetate salt such as sodium acetate [L.Eberson, J.Am.Chem., Soc., 88
1686 (1966)] as a supporting electrolyte, para-tertiary butyltoluene was electrolyzed in acetic acid using a platinum or carbon electrode, and sodium acetate or tetraethylammonium para-toluene sulfonate was supported using a carbon electrode. When electrolyzed as an electrolyte, many by-products were obtained in addition to the desired para-tertiary butylbenzyl acetate, resulting in poor selectivity and poor conversion. As described above, under the previously reported electrolytic conditions, the conversion rate, products, and selectivity are low.
This method cannot be used as an industrial synthesis technique for oxidizing the side chain of para-tertiary butyltoluene. In recent years, L.Eberson et al. [Acta Chem.Scand,
B29, 617, (1975)] developed an electrolysis device incorporating a capillary gear capsule that was capable of large-scale electrolytic synthesis on a laboratory scale, and using this,
Electrolysis of para-tertiary butyltoluene was carried out in acetic acid using tetrabutylammonium tetrafluoroborate (Bn 4 NBF 4 ) as a supporting salt at 20 A and 60 V. It has been reported that butylbenzyl acetate can be obtained. The present inventors achieved this without using an expensive supporting salt such as tetrabutylammonium fluoroborate.
As a result of searching for a new electrolytic solution system for selectively and stepwise electrolytic oxidation of the methyl group of para-tertiary butyltoluene, we found that either the desired two-electron oxidation product or four-electron acid product was produced. The present invention has been completed by discovering electrolytic reaction conditions that produce a high yield of 73 to 81%. The present invention is characterized by an electrolytic solution system for selectively electrolytically synthesizing para-tertiary butyl benzyl acetate, which is a two-electron oxidation product, and para-tertiary butyl benzylidene diacetate, which is a four-electron oxidation product, and its hydrolysis. The electrolytic solution system for selectively electrolytically synthesizing the product, para-tertiary butylbenzaldehyde, has the same solvent, supporting salt, additives, etc. that constitute the electrolysis, and only the electrolytic conditions such as current density and electric current are the same. Either the two-electron oxidation product or the four-electron oxidation product described above can be advantageously produced by simply changing the amount, if necessary, by slightly changing the amount of support and additives in order to change these physical quantities. This is an innovative manufacturing method that allows for To explain in detail the relationship between electrolytic conditions and product selectivity according to the present invention, when para-tertiary butyltoluene is electrolyzed in an acetic acid solvent and sodium acetate, lithium perchlorate, etc. are used as a supporting salt, In addition to para-tertiary butyl acetate, a considerable amount of nuclear acetoxylated products, dimers, and other resinous substances are produced as by-products. However, when ammonium tosylate is used as a supporting salt, only oxidized products of side chain methyl groups are obtained.
However, this electrolytic system has a conversion rate of about 30-40% and cannot be used for synthetic reactions. After examining the electrode and electrolyte compositions to improve conversion rate and selectivity, we found that carbon electrodes and acetic acid
The combination of tertiary butyl alcohol (10:1) improved the conversion to 50-65% and also increased the selectivity. Furthermore, when electrolysis was attempted with various additives coexisting in the electrolytic system, acetates, sulfates, halogen salts, etc. of metals such as copper, lead, iron, cobalt, and cerium coexisted at 5 to 20 wt% relative to the supporting salt. It was found that the conversion rate and selectivity were both significantly improved, and side chain oxides could be obtained with a yield of 74 to 89%. It was also found that two-electron oxidation products were produced with a yield of over 70%. In this way, we used a carbon-based electrode, a quaternary ammonium salt of para-toluenesulfonic acid as a supporting salt in an acetic acid-tertiary butyl alcohol mixed solvent system, and an electrolytic solution in which additives such as copper acetate were coexisting. ,
It has been found that the desired para-tertiary butyl benzyl acetate can be synthesized advantageously by electrolyzing with the addition of para-tertiary butyl meruene, but one of the characteristics of this electrolytic method is that the electrolytic reaction in such an electrolytic solution system has a low current density. It is possible to control product selectivity using the amount of electricity and the amount of electricity as clues. Another feature is that in such an electrolytic solution system, two-electron oxidation reactions and four-electron oxidation reactions can be controlled using current density and quantity of electricity as cues. In other words, in two-electron electrolytic oxidation, there is some variation depending on the shape of the carbon electrode used.
When electrolysis is carried out under the conditions of applying electricity of 6 F/mol or less at a current density of 10 mA/cm 2 or less, 4-electron oxidation products are produced as the main product at 0 to 10%, and when both are combined, side chains Oxidation products form 70-80%.
In order to generate a 4-electron oxidation product, 10~
Electricity of 6~ at current density in the range of 200mA/ cm2
When electricity is applied in the range of 40 F/mol, the four-electron oxidation products para-tertiary butyl benzylidene diacetate and para-tertiary butyl benzaldehyde are produced in a combined yield of 59 to 71%, and the two-electron oxidation products are It is possible to control the product by 3-10%. In this way, the present invention has investigated electrolytic conditions for selectively electrolytically synthesizing industrially important two-electron oxidation products and four-electron oxidation products, respectively, by electrolytic acetoxylation of para-tertiary butyltoluene. The solvent, supporting salt, additives, current density, quantity of electricity, etc. used in the present invention are not limited to the representative examples illustrated above. Furthermore, there are various combinations of various electrolytic factors related to the present invention, and it is possible to arbitrarily select desirable and excellent electrolytic conditions. Preferred electrolytic solvents, supporting salts, additives, electrolytic conditions, etc. are detailed below. Metal salts or metal oxides as additives used in the method of the present invention include acetates such as copper acetate, cobalt acetate, manganese acetate, lead acetate, iron acetate, cerium acetate; copper sulfate, cobalt sulfate, sulfuric acid. Sulfates such as iron, manganese sulfate, lead sulfate; copper nitrate,
Nitrates such as cobalt nitrate, manganese nitrate, lithium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, iron nitrate, lead nitrate; Chlorides such as copper chloride, cobalt chloride, iron chloride, manganese chloride, lead chloride; Copper bromide, cobalt bromide, Examples include bromides such as iron bromide, manganese bromide, and lead bromide, and oxides such as copper oxide, cobalt oxide, iron oxide, manganese dioxide, and lead oxide.
Among these, it is preferable to use copper salts. The amount of metal salt or oxide used in this reaction is usually 0.1 to 0.1 to para-tertiary butyltoluene.
100wt%, preferably in the range of 1 to 50wt%. Even if these metal salts and oxides are difficult to dissolve in the present electrolytic system, sufficient effects can be expected even if they are used as a heterogeneous system. The solvent used in the method of the present invention is acetic acid or a mixed solvent containing acetic acid as the main solvent. That is, more favorable results are often obtained when an appropriate amount of co-solvent is added to acetic acid than when using an acetic acid single solvent system. Here, the cosolvent used with acetic acid is:
For example, isopropanol, cyclohexanol,
Secondary or tertiary alcohols such as tertiary butyl alcohol and tertiary amyl alcohol; Nitriles such as acetonitrile, propionitrile, butyronitrile; Aprotons such as ethyl acetate, (or methyl), acetone, methyl ethyl ketone, ether, and tetrahydrofuran solvents, etc. can be used.
Here, it is preferable to use secondary or tertiary alcohols. The amount of these alcohols used is 1 to 100% by volume relative to acetic acid.
%, preferably in the range of 50%. The amount of acetic acid or a mixed solvent containing acetic acid as the main solvent used in this reaction is 1 to 1000 times, preferably 1 to 500 times, by weight relative to para-tertiary butyltoluene. Supporting electrolytes used in this electrolytic reaction include, for example, tetramethylammonium para-toluenesulfonic acid, tetraethylammonium para-toluenesulfonic acid, tetrabutylammonium para-toluenesulfonic acid, tetramethylammonium perchlorate, tetraethylammonium perchlorate, and perchloric acid. Quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium; Amines such as lower alkyl-substituted primary, secondary, and tertiary amines (alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, and butyl groups), pyrrolidine, and pyridine; Perchlorine of metals Acid salts (alkali metals such as lithium, sodium, potassium, etc.)
Metal nitrates (metals include alkali metals such as lithium, sodium, potassium, and copper, cobalt, iron, lead, etc.); Alkali metal acetates (metals include lithium, sodium, potassium, etc.);
Inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid and their quaternary ammonium salts (alkyl groups include methyl,
(ethyl, propyl, butyl groups); more preferably quaternary ammonium salts, such as tetraethylammonium para-toluenesulfonic acid, give good results. The amount of these supporting salts to be used is 0.1 to 50 times, preferably 0.2 to 20 times, the weight of para-tertiary butyltoluene. For the electrolytic reaction of the present invention, ordinary electrodes for electrolysis, ie, electrodes made of materials such as platinum, carbon, nickel, lead, etc., can be used, but carbon electrodes are preferably used. Also, the temperature during electrolytic reaction is usually 5 to 100℃.
°C, preferably in the range of 15 to 50 °C. As the electrolytic reaction method, constant potential electrolysis and constant voltage electrolysis are also possible, but a simpler method of current density regulation can be adopted. Direct current or alternating current electrolysis can be used for electrolysis. For example, a method in which the direction of current is switched every 0.5 to 20 minutes can give preferable results. The electrolytic reaction according to the present invention does not require separate anodes and cathodes in the electrolytic reaction tank, so it does not require a diaphragm, and can be operated in a single electrolytic tank, whether it is a batch type or a continuous type electrolytic tank. , vertical type,
Either type of electrolytic cell, stacked type or fluidized type, may be used. Para-tertiary butyl benzyl acetate produced by the method of the present invention can be combined with appropriate synthesis processes to produce industrially used para-tertiary butyl benzaldehyde. Furthermore, para-tertiary butyl benzylidene diacetate produced according to the present invention can be easily converted to para-tertiary butyl benzaldehyde by hydrolysis. The method of the present invention will be specifically explained below using Examples. Example 1 In a test tube with a branch as shown in Figure 1, 1.0 g (6.75 mmol) of para-tertiary butyltoluene, 0.9 g (3.20 mmol) of tetraethylammonium para-toluenesulfonic acid as a supporting electrolyte, and 0.1 g of copper acetate as an additive. Weigh out. more acetic acid
Add 7.0 ml and 0.7 ml of tertiary butyl alcohol to make a homogeneous solution. A rotor, a thermometer, and carbon electrodes (1.5 x 3 cm 2 ) are attached to this. Then, at room temperature, while switching the anode and cathode alternately, the current density was 50 mA/1.5 x 3 cm 2 and the terminal voltage was 3~
7 volt constant current electrolysis for 21.72 hours (6F/mol)
conduct. After the reaction was completed, most of the acetic acid was distilled off under reduced pressure, then normal hexane was added, washed with saturated aqueous sodium bicarbonate solution 2 to 3 times, and washed with saturated brine 2 to 3 times.
Wash twice. Then, it is dried over anhydrous sodium sulfate and the solvent is distilled off under reduced pressure. The crude product is purified using a silica gel column to obtain 1.076 g (yield 77.3%) of para-tertiary butyl benzyl acetate. The gas chromatogram purity of this item is 99.5%
It is. Examples 2 to 8 and Reference Examples 1 to 3 The same procedure as in Example 1 was carried out with different additives and supporting electrolytes, and the results shown in Table 1 were obtained. We also show the results obtained by changing the solvent and supporting electrolyte without adding any additives. Example 9 Weigh out 0.1 g (0.67 mmol) of para-tertiary butyltoluene, 1.0 g (3.56 mmol) of tetraethylammonium para-toluenesulfonic acid as a supporting electrolyte, and 0.1 g of copper acetate. Furthermore, add 7.0 ml of acetic acid and 0.7 ml of tertiary butyl alcohol to make a homogeneous solution. This raw material solution was subjected to constant current electrolysis at a current density of 100 mA/1.5 x 3 cm2 and a terminal voltage of 5 to 11 V for 5.58 hours (30/3 cm2) in the same manner as in Example 1.
After purification, para-tertiary butyl benzyl acetate, para-tertiary butyl benzaldehyde,
para-tertiary butyl benzylidene diacetate, respectively
Obtained with yields of 5.5%, 23.7%, and 46.9%. Examples 10 to 15 Table 2 shows the results obtained by performing the same operation as in Example 9 by changing the current density and amount of electricity, and the results obtained without adding tertiary butanol.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施態様を示す図である。 1……温度計、2……炭素電極、3……撹拌
子。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. 1... Thermometer, 2... Carbon electrode, 3... Stirrer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 パラ3級ブチルトルエンを酢酸を含む溶媒
中、支持塩の存在下に電解酸化して、パラ3級ブ
チルベンジルアセテート、パラ3級ブチルベンジ
リデンジアセテートまたはパラ3級ブチルベンズ
アルデヒドから選ばれた少なくとも1つを製造す
るに際し、銅、コバルト、マンガン、鉛、鉄およ
びセリウムから選ばれる金属の塩または酸化物の
存在下に行うことを特徴とするパラ3級ブチルト
ルエンの酸化法。
1. At least one selected from para-tertiary butyl benzyl acetate, para-tertiary butyl benzylidene diacetate, or para-tertiary butyl benzaldehyde is obtained by electrolytically oxidizing para-tertiary butyl toluene in a solvent containing acetic acid in the presence of a supporting salt. 1. A method for oxidizing para-tertiary butyltoluene, which is carried out in the presence of a salt or oxide of a metal selected from copper, cobalt, manganese, lead, iron and cerium.
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